基于无掩模光刻的高精度ITO电极湿法刻蚀工艺研究
发布时间：2020-12-17 12:38
氧化铟锡(ITO)导电膜具有电阻率低、透光性好、耐高温等优点,在光电领域具有重要应用。现有加工方法得到的ITO电极尺寸一般为10～200μm,这限制了ITO电极在微纳领域的应用,为解决此限制,在传统湿法刻蚀方法的基础上,利用无掩模光刻技术对ITO玻璃表面光刻胶进行高精度曝光,再通过优化曝光、显影及刻蚀等过程,最终加工出尺寸仅为2μm的电极。所提方法所加工的电极具有线性度高、无钻蚀、误差小等优点,为ITO电极在微纳领域应用开发提供了有现实意义的参考。
【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020年03期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
制作工艺流程示意图。（a）滴胶；（b）旋涂；（c）曝光；（d）显影；（e）刻蚀；（f）除胶
图2(a）中电极显影时间为25s，呈显影不充分的状态。观察发现该显影时间过短，此时光刻胶以不均匀膜层和大块颗粒聚集的状态覆盖在ITO玻璃上，在自然光状态下用肉眼观察表现为不均匀的彩色膜层。用万用表测量ITO玻璃，测得表面不导电，表明光刻胶并未彻底除去。图2(b）中电极显影时间为30s，同图2(a）对比，曝光线条清晰明了。周围区域洁净无薄膜、颗粒物。用万用表测量，ITO膜层裸露区导电，证明未曝光区域光刻胶充分去除，表征该显影良好。图2(c）中电极显影时间为35s，表现为显影过度。过长的显影时间导致曝光区域部分光刻胶溶解于显影液，轻则目标线条出现参差不齐的痕迹，使得显影精度降低，重则使大块光刻胶起浮，并对目标图案造成一定的破坏。通过实验对比，在保证不破坏目标图案、完全去除未曝光区域的光刻胶前提下，需尽可能降低显影对曝光区域光刻胶的影响，最后得到最佳显影时间为30s，得到的Ti-E显微镜下观察图如图2(b）所示。3.2 刻蚀时间影响
图3(a）中电极刻蚀时间180s，刻蚀后的电极形貌呈现为刻蚀不完全的状态。Ti-E显微镜下观察发现电极周围有点状颗粒分布。用万用表测量，显示ITO玻璃部分刻蚀区域导电，即ITO玻璃上残留部分ITO薄膜，表明刻蚀时间不足。图3(b）中电极刻蚀时间为210s，同图3(a）对比，可以明显观测到电极周围无点状脏污，且无侧蚀现象。用万用表测量，显示刻蚀区域完全不导电，证明ITO刻蚀干净，表征该电极刻蚀良好。图3(c）中电极刻蚀时间为240s，表现为刻蚀过度。观察光刻胶保护区域内部浅色电极边界，可以明显判断出侧蚀现象严重，严重影响到微尺寸电极的精度。若刻蚀时间继续加长，将导致电极断裂。通过实验对比，在保证不发生严重侧蚀、完全除去未保护区域的ITO前提下，需尽可能使刻蚀电极边缘线性度升高、无钻蚀，最后得到的最佳刻蚀时间为210s，得到的显微镜下观察图如图3(b）所示。3.3 微尺寸电极形貌观察与对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe离子注入ITO薄膜的光电磁性质研究[J]. 王佳伟,罗凤凤. 江西科学. 2019(01)
[2]光刻技术与电化学相结合的叉指微电极制备工艺研究[J]. 毕洪梅,史国滨,陈志诚,何先维. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]ITO薄膜表面等离子体共振波长的可控调节[J]. 蔡昕旸,王新伟,李如雪,王登魁,方铉,房丹,张玉苹,孙秀平,王晓华,魏志鹏. 激光与光电子学进展. 2018(05)
[4]涂胶显影技术改进对光刻工艺的影响[J]. 冯泉,周明祥,侯宗林. 电子工业专用设备. 2017(02)
[5]氧化铟锡透明导电电极的刻蚀研究[J]. 翟莲娜,周化岚,李小慧,顾哲明,陈亮. 腐蚀科学与防护技术. 2014(01)
[6]热光伏系统中ITO薄膜滤波器的设计与制备[J]. 杨惠尹,陈雪,钱子勍. 光学学报. 2013(12)
[7]ITO对新型AlGaInP红光LED特性的影响[J]. 张勇辉,郭伟玲,秦园,李瑞,丁天平,沈光地. 光学学报. 2010(08)
[8]ITO/PLZT薄膜湿法刻蚀研究[J]. 闻伟,杨传仁,张继华,陈宏伟,梁鸿秋,张瑞婷. 压电与声光. 2008(06)
[9]用于平板显示器制造业的快速激光刻蚀与湿法光刻技术之比较[J]. 崔锦江. 光机电信息. 2008(04)
[10]平板显示器中ITO透明电极制备的研究[J]. 姚亮,张永爱,雷晓阳,郭太良. 液晶与显示. 2008(01)
本文编号：2922056
【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020年03期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
制作工艺流程示意图。（a）滴胶；（b）旋涂；（c）曝光；（d）显影；（e）刻蚀；（f）除胶
图2(a）中电极显影时间为25s，呈显影不充分的状态。观察发现该显影时间过短，此时光刻胶以不均匀膜层和大块颗粒聚集的状态覆盖在ITO玻璃上，在自然光状态下用肉眼观察表现为不均匀的彩色膜层。用万用表测量ITO玻璃，测得表面不导电，表明光刻胶并未彻底除去。图2(b）中电极显影时间为30s，同图2(a）对比，曝光线条清晰明了。周围区域洁净无薄膜、颗粒物。用万用表测量，ITO膜层裸露区导电，证明未曝光区域光刻胶充分去除，表征该显影良好。图2(c）中电极显影时间为35s，表现为显影过度。过长的显影时间导致曝光区域部分光刻胶溶解于显影液，轻则目标线条出现参差不齐的痕迹，使得显影精度降低，重则使大块光刻胶起浮，并对目标图案造成一定的破坏。通过实验对比，在保证不破坏目标图案、完全去除未曝光区域的光刻胶前提下，需尽可能降低显影对曝光区域光刻胶的影响，最后得到最佳显影时间为30s，得到的Ti-E显微镜下观察图如图2(b）所示。3.2 刻蚀时间影响
图3(a）中电极刻蚀时间180s，刻蚀后的电极形貌呈现为刻蚀不完全的状态。Ti-E显微镜下观察发现电极周围有点状颗粒分布。用万用表测量，显示ITO玻璃部分刻蚀区域导电，即ITO玻璃上残留部分ITO薄膜，表明刻蚀时间不足。图3(b）中电极刻蚀时间为210s，同图3(a）对比，可以明显观测到电极周围无点状脏污，且无侧蚀现象。用万用表测量，显示刻蚀区域完全不导电，证明ITO刻蚀干净，表征该电极刻蚀良好。图3(c）中电极刻蚀时间为240s，表现为刻蚀过度。观察光刻胶保护区域内部浅色电极边界，可以明显判断出侧蚀现象严重，严重影响到微尺寸电极的精度。若刻蚀时间继续加长，将导致电极断裂。通过实验对比，在保证不发生严重侧蚀、完全除去未保护区域的ITO前提下，需尽可能使刻蚀电极边缘线性度升高、无钻蚀，最后得到的最佳刻蚀时间为210s，得到的显微镜下观察图如图3(b）所示。3.3 微尺寸电极形貌观察与对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe离子注入ITO薄膜的光电磁性质研究[J]. 王佳伟,罗凤凤. 江西科学. 2019(01)
[2]光刻技术与电化学相结合的叉指微电极制备工艺研究[J]. 毕洪梅,史国滨,陈志诚,何先维. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]ITO薄膜表面等离子体共振波长的可控调节[J]. 蔡昕旸,王新伟,李如雪,王登魁,方铉,房丹,张玉苹,孙秀平,王晓华,魏志鹏. 激光与光电子学进展. 2018(05)
[4]涂胶显影技术改进对光刻工艺的影响[J]. 冯泉,周明祥,侯宗林. 电子工业专用设备. 2017(02)
[5]氧化铟锡透明导电电极的刻蚀研究[J]. 翟莲娜,周化岚,李小慧,顾哲明,陈亮. 腐蚀科学与防护技术. 2014(01)
[6]热光伏系统中ITO薄膜滤波器的设计与制备[J]. 杨惠尹,陈雪,钱子勍. 光学学报. 2013(12)
[7]ITO对新型AlGaInP红光LED特性的影响[J]. 张勇辉,郭伟玲,秦园,李瑞,丁天平,沈光地. 光学学报. 2010(08)
[8]ITO/PLZT薄膜湿法刻蚀研究[J]. 闻伟,杨传仁,张继华,陈宏伟,梁鸿秋,张瑞婷. 压电与声光. 2008(06)
[9]用于平板显示器制造业的快速激光刻蚀与湿法光刻技术之比较[J]. 崔锦江. 光机电信息. 2008(04)
[10]平板显示器中ITO透明电极制备的研究[J]. 姚亮,张永爱,雷晓阳,郭太良. 液晶与显示. 2008(01)
本文编号：2922056
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